ĐỒ án THIẾT kế CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN đa GIAO THỨC, chương 14

Chương 14:

Khả năng ứng dụng MPLS
tại Việt Nam

1. Những điểm cơ bản trong định hướng phát triển của
ngành viễn thông Việt Nam
Trên cơ sở nguyên tắc tổ chức và định hướng phát triển mạng
viễn thông Việt Nam đến năm 2010 có thể nhận thấy một số điểm nổi
bật như sau:
 Xác định những nguyên tắc cơ bản của mạng NGN Việt Nam
trong đó quan trọng nhất là việc phân tách chức năng của
mạng thành các lớp hoàn toàn độc lập.
 Xác định cơng nghệ chuyển mạch là chuyển mạch gói đa dịch
vụ cho mạng mục tiêu đến năm 2010.
 Xác định các vùng lưu lượng cho mạng mục tiêu đến năm
2010
 Xác định nguyên tắc và phương thức kết nối với mạng NGN
của mạng hiện tại bao gồm mạng chuyển mạch kênh PSTN và
mạng Internet.
3.2.2 Các công nghệ và triển vọng triển khai
Trên cơ sở định hướng phát triển của NGN đến năm 2010, có thể
xem xét triển khai một số công nghệ chuyển mạch như sau:
 Công nghệ chuyển mạch IP
 Công nghệ chuyển mạch ATM
 Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
1


 Công nghệ chuyển mạch Lamda (quang)
Mỗi công nghệ sẽ có ưu nhược điểm nhất định, tuy nhiên trước

khi đi vào phân tích ưu nhược điểm của mỗi cơng nghệ chúng ta cần
nhấn mạnh môi trường triển khai tại Việt Nam như sau:
 Các ứng dụng IP còn rất hạn chế, chủ yếu là WWW và một số
dịch vụ VoIP cơ bản đầu tiên. Mạng Internet cơ bản là mạng
các bộ định tuyến.
 Chưa có hạ tầng cơ sở ATM. Mạng ATM của Việt Nam chưa
được thiết lập mặc dù đã có xuất hiện tại một số địa phương
như Hà Nội,…
 Mạng chuyển tiếp khung (FR) không phát triển mạnh, chủ yếu
phục vụ cho dịch vụ kênh thuê riêng.
 Mạng X.25 rất hạn chế
Như vậy có thể khẳng định được:
 Mạng được xây dựng sẽ là một mạng hoàn toàn mới, xây dựng
từ đầu.
 Quy mô và phương thức thực hiện: Quy mô rộng, triển khai từ
mạng đường trục đến mạng truy nhập.
 Các dịch vụ cơ bản ban đầu: Internet tốc độ cao, VoIP, kênh
thuê riêng, VPN, các ứng dụng thương mại điện tử, truyền số
liệu, video, đa phương tiện.
1. Cơng nghệ IP
Ưu điểm: Đơn giản, đã chuẩn hóa, mức độ phổ biến rộng, được coi
là công nghệ của tương lai. Những nghiên cứu gần đây chỉ ra khả năng
2


sử dụng IP trực tiếp trên nền công nghệ quang và những sửa đổi giao
thức IP đảm bảo chất lượng dịch vụ mới đã tạo tiền đồ cho khả năng
chiếm lĩnh thị trường của công nghệ này trong tương lai.
Nhược điểm: Với định tuyến IP truyền thống, chất lượng dịch vụ
chỉ dừng lại ở mức độ nỗ lực tối đa. Khơng có khả năng hỗ trợ các dịch

vụ thời gian thực như thoại hay video chất lượng cao. Để có thể hỗ trợ
các dịch vụ này cần bổ sung các giao thức điều khiển chất lượng dịch vụ
như RSVP hay chuyển sang IPv6.
2. Công nghệ ATM
Ưu điểm: Là công nghệ trong giai đoạn chín muồi, được chuẩn hóa
bởi ITU-T và Diễn đàn ATM (ATM-forum), có khả năng hỗ trợ IP qua
ATM nhưng chỉ là sự kết hợp mà chưa phải là sự tích hợp IP và ATM.
Nhược điểm: Giá thành cao, giao thức điều khiển (MPOA) phức
tạp hơn so với IP truyền thống. Việc tạo thêm một lớp ATM của các ứng
dụng IP sẽ làm hạn chế rất nhiều khả năng của IP.
3. Cơng nghệ MPLS
Ưu điểm: Đơn giản, tích hợp định tuyến và chuyển mạch, điều
khiển định tuyến trên nền tảng IP, chuyển mạch trên nền ATM, hỗ trợ
chất lượng dịch vụ chấp nhận được (cao hơn DiffServ, thấp hơn ATM).
Giá thành hợp lý.
Nhược điểm: Giá thành cao hơn IP truyền thống, thấp hơn ATM,
chuẩn hóa đang trong giai đoạn tiếp tục phát triển.
Theo dự kiến, quá trình phát triển của giao thức trong mạng lõi được
dự báo như sau:

3


 Giai đoạn 2003-2005: IP/MPLS qua SONET/SDH sang cáp
quang
 Giai đoạn sau 2005: IP/MPLS qua cáp quang trực tiếp
3.2.3 Các giải pháp ứng dụng MPLS
Chúng ta sẽ phân tích giải pháp ứng dụng công nghệ MPLS trên
nền mạng NGN của Tổng cơng ty Bưu chính Viễn thơng Việt Nam
(VNPT). Điều này cũng khơng làm giảm đi tính tổng qt bởi đây là

nhà khai thác lớn nhất Việt Nam và trong tương lai vẫn sẽ là cơng ty
giữ vai trị chủ lực quyết định đến hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Từ những phân tích trên chúng ta có thể nhận thấy:
 Cơng nghệ MPLS hồn tồn phù hợp với định hướng phát
triển của mạng Viễn thông VNPT đến năm 2010.
 Việc lựa chọn MPLS sẽ giải quyết rất tốt những ứng dụng IP
và chuyển mạch, định tuyến; các thiết bị chuyển mạch, định
tuyến sẽ thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến thuần
túy. Phần điều khiển sẽ liên quan trực tiếp đến các giao thức
điều khiển như UNI, PNNI cho ATM; CR-LDP, RSVP cho
MPLS; RIP, BGP, OSPF,… cho IP. Các chức năng liên quan
đến diều khiển phương tiện truy nhập và điều khiển cuộc gọi
đều do chuyển mạch mềm đảm nhận.
Đối với việc triển khai công nghệ MPLS về cơ bản có thể chia
thành 3 giải pháp như sau.
 Giải pháp 1: Triển khai MPLS cho mạng lõi (các tổng đài
chuyển tiếp vùng).

4


 Giải pháp 2: Triển khai MPLS cho các tổng đài đa dịch vụ tại
các vùng lưu lượng, mạng lõi sử dung tổng đài ATM.
 Giải pháp 3: Mạng lõi và các tổng đài đa dịch vụ sử dụng
MPLS.
Mỗi giải pháp đều có những ưu nhược điểm sẽ được phân tích
sau đây.
1. Giải pháp 1: MPLS trong mạng lõi
Nội dung giải pháp:
Triển khai các thiết bị MPLS tại lớp trục của mạng thế hệ kế tiếp

cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông
của VNPT đến năm 2010. Kế hoạch phát triển dự kiến như sau:
Giai đoạn đến năm 2003.
 Triển khai 3 LSR tại Hà Nội, Đà Nẵng và TP. Hồ Chí Minh
với hai trung tâm điều khiển ờ Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh.
Tất cả các trung kế của các nút này đều sử dụng MPLS. Như
vậy các nút truyền tải này sẽ đóng vai trị LSR lõi (LSR core)
 Tai một số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng
Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần Thơ,…
Trang bị các tổng đài đa dịch vụ.
Giai đoạn 2004-2005.
 Triển khai thêm 2 LSR lõi tại hai vùng lưu lượng mới xuất
hiện, hình thành hồn chỉnh 2 mặt truyền tải MPLS (A và B).
 Bổ sung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo 3 vùng điều khiển
riêng biệt.
5


 Không mở rộng phạm vi mạng MPLS xuống cấp vùng
Giai đoạn 2006-2010.
 Hoàn chỉnh các nút đièu khiển (5 vùng điều khiển)
 Mở rộng phạm vi MPLS xuống cấp vùng.
Cấu hình triển khai
Cấu hình triển khai được thể hiện như hình 3.3.

Hình 3.3. Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 1 đến 2005

6

Ưu nhược điểm
Ưu điểm
 Đơn giản trong tổ chức và triển khai
 Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách
biệt chức năng lớ điều khiển và lớp truyền tải.
 Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường
 Kết nối với cấp vùng (các tổng đài đa dịch vụ) thông qua giao
diện MPLS hay ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s rất đơn giản
do bản thân các thiết bị có thể khai báo MPLS hay ATM trên
cùng 1 cổng vật lý
Nhược điểm
 Chi phí đầu tư ban đầu cao
 Cần xác định rõ hơn chất lượng dịch vụ QoS đặc biệt đối với
dịch vụ thoại khi lưu lượng thoại (PSTN) được chuyển tiếp
qua mạng MPLS.
Các vấn đề kỹ thuật cần giải quyết
Tuy có thể nói rằng phương án 1 tương đối thuận tiện và đơn
giản khi triển khai nhưng điều đó khơng có nghĩa là chỉ cần mua thiết
bị MPLS và triển khai được ngay. Có nhiều vấn đề kỹ thuật cần xác
định rõ trước khi triển khai MPLS lõi này. Cần phải quan tâm tới một
số vấn đề sau:
 Xác định chức năng của LSR lõi tại nút truyền tải và chức
năng của nút điều khiển tương ứng theo mơ hình MSF đã được
trình bày ở các chương trước. cần lưu ý đến giao diện kết nối

7


với nút điều khiển tại các điểm điều khiển tương ứng
(H.248/Megaco, Sigtran).

 Do mạng đường trục của VNPT trong giai đoạn tới sẽ phải
đảm nhận chức năng kết nối quốc tế nên cần giải quyết cổng
kết nối quốc tế khi mạng MPLS quốc tế chưa được hình thành.
Có thể phải giải quyết việc bổ sung khối TGW để kết nối đến
cổng quốc tế hiện nay cho các dịch vụ PSTN, các dịch vụ
Internet hay truyền số liệu IP có thể được kết nối trược tiếp đi
quốc tế qua cổng ATM.
2. Giải pháp 2: ATM lõi, MPLS ở các tổng đài đa dịch vụ
Nội dung giải pháp
Công nghệ chuyển mạch ATM được sử dụng trong mạng đường
trục, công nghệ MPLS được sử dụng tại các tổng đài đa dịch vụ của
mạng thế hệ kế tiếp cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ
chức mạng Viễn thông đến năm 2010.
Giai đoạn đến năm 2003
 Triển khai 3 tổng đài ATM lõi cho 3 vùng ở Hà Nội, Đà Nẵng
và TP. Hồ Chí Minh. Các kết nối có thể là PVC hoặc SVC.
 Tại một số tỉnh, thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng
Ninh, huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần
Thơ,… Trang bị các tổng đài đa dịch vụ. các tổng đài này sử
dụng công nghệ MPLS.
Giai đoạn 2004 – 2005

8


 Trang bị thêm hai tổng đài ATM tại 2 vùng lưu lượng Hà Nội
và TP. Hị Chí Minh, hình thành hoàn chỉnh 2 mảng truyền tải
ATM (A và B).
 Bổ sung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo thành 3 vùng điều
khiển riêng biệt.

Giai đoạn 2006 – 2010
Hoàn chỉnh các nút điều khiển cho 5 vùng lưu lượng (5 vùng
điều khiển).
Cấu hình triển khai
Cấu hình triển khai được thể hiện ở hình 3.4.
Ưu nhược điểm
Ưu điểm
 Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách
biệt chức năng lớp điều khiển và lớp truyền tải.
 Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường, đặc biệt các tổng
đài ATM loại mới có khả năng nâng cấp hỗ trợ MPLS chỉ
bằng phần mềm.
 Kết nối với cấp vùng (các tổng đài đa dịch vụ MPLS) thông
qua giao diện ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s.
Nhược điểm
 Không phát huy hết ưu điểm của cơng nghệ MPLS trên tồn
mạng.

9


 Cần giải quyết vấn đề hợp nhất VC và bộ đệm của các tổng đài
ATM trên mạng đường trục khi triển khai MPLS tại các tỉnh,
thành phố trọng điểm.
 Giá thành các thiết bị MPLS nói chung vẫn cịn cao nên nếu
đầu tư quy mơ lớn thì chi phí ban đầu sẽ cao.
 Việc triển khai MPLS ở lớp truy nhập đa dịch vụ làm phức tạp
quá trình điều khiển cuộc gọi bởi nút điều khiển sẽ chuyển đổi
hoặc sử dụng giao thức thiết lập cuộc gọi.

Điều khiển SVC, PVC

Điều khiển
Truyền tải
Cấp đường trục
ATM

Mặt A

ATM

ATM

ATM

ATM

Mặt B
ATM

ATM

ATM

Cấp vùng

MPLS
(LSR biên)

Khu vực phía Bắc

MPLS
(LSR biên)

Khu vực Hà Nội

ATM
MPLS
(LSR biên)

ATM
MPLS
(LSR biên)

MPLS
(LSR biên)

Khu vực miền Trung
Khu vực phía Nam
Khu vực
và Tây nguyên TP. Hồ Chí MInh

Hình 3.4. Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 2 đến 2005
10


Các vấn đề kỹ thuật cần giải quyết
Đối với phương án này có nhiều vấn đề kỹ thuật cần giải quyết
như sau:
 Tương tự phương án 1, cần xác định chức năng của LSR biên

tại nút truy nhập đa dịch vụ và chức năng của nút điều khiển
tương ứng theo mơ hình MSF đã được trình bày ở trên. Cần
lưu ý đến giao diện kết nối với nút điều khiển tại các trung tâm
điều khiển (H.248/Megaco, Sigtran).
 Phân vùng điều khiển rõ ràng đặc biệt trong giai đoạn đến năm
2006 khi tổ chức 2 nút điều khiển giống như giải pháp 1.
 Xác định chế dộ hoạt dộng tế bào cho các tổng đài đa dịch vụ
sử dụng MPLS vì mạng đường trục đã sử dụng công nghệ
ATM, các tổng đài ATM này phải có khả năng hỗ trợ MPLS
để trở thành các ATM-LSR
3. Giải pháp 3: Mạng MPLS hoàn tồn
Nội dung giải pháp
Sử dụng cơng nghệ MPLS trong mạng truyền tải cấp đường trục
và cấp vùng của mạng thế hệ kế tiếp cho các giai đoạn phát triển theo
định hướng tổ chức mạng Viễn thông của VNPT đến năm 2010. Dự
kiến được triển khai như sau:
Giai đoạn đến năm 2003
 Triển khai 3 LSR lõi tại Hà Nội, Đà Nẵng và TP. Hồ Chí
Minh. Tất cả các trung kế của tổng đài này đều sử dụng
MPLS.

11


 Tại một số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng
Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần Thơ,…
trang bị các tổng đài đa dịch vụ. Các tổng đài này được coi là
LSR biên.
Giai đoạn 2004-2005
 Chuyển 2 LSR vùng Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh trở thành hai

LSR lõi, hình thành hồn chỉnh 2 mảng truyền tải MPLS (A và
B).
 Bổ sung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo 3 vùng điều khiển
riêng biệt.
Giai đoạn 2006-2010
 Hoàn chỉnh 5 nút điều khiển cho 5 vùng lưu lượng (5 vùng
điều khiển)
 Mở rộng phạm vi MPLS tại các vùng mới xuất hiện.
Cấu hình triển khai
Cấu hình triển khai được mơ tả như hình vẽ 3.5.
Ưu nhược điểm
Ưu điểm
 Đơn giản trong tổ chức và triển khai
 Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách
biệt chức năng lớp điều khiển và lớp truyền tải.
 Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường.
 Đảm bảo MPLS xuyên suốt với các dịch vụ như Internet,
truyền số liệu, VPN tại một số địa phương có nhu cầu cao.
12


 Phương án tổ chức mạng điều khiển tương đối đơn giản vì lý
do hoặc khơng u cầu thay đổi giao thức điều khiển.
 Khả năng nâng cấp thiết bị được dự báo trước nên hiệu quả
đầu tư và khai thác thiết bị cao.
Nhược điểm
 Chi phí đầu tư ban đầu cao.

Hình 3.5. Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 3 đến 2005

Các vấn đề kỹ thuật cần giải quyết

13


Cần phải xem xét một số vấn để kỹ thuật sau:
 Các phân vùng điều khiển hợp lý, đặc biệt trong giai đoạn đến
năm 2003 khi chỉ tổ chức 2 vùng điều khiển giống như giải
pháp đã nêu.
 Do mạng đường trục VNPT phải đảm nhận chức năng kết nối
quốc tế nên cần giải quyết cổng kết nối quốc tế khi mạng MPLS
quốc tế chưa được hình thành. Phải bổ sung thiết bị TGW để
kết nối đến cổng quốc tế hiện nay cho các dịch vụ PSTN, các
dịch vụ Internet hay truyền số liệu IP được kết nối trực tiếp đi
quốc tế qua cổng ATM. Đây cũng là vấn đề đặt ra như giải
pháp 1.
4. Đánh giá các giải pháp
Giải pháp 1 tương đối hợp lý về tổ chức mạng cũng như khả
năng tương thích với các cơng nghệ hiện đang sử dụng cho mạng
Internet, mạng PSTN của Tổng công ty BCVT Việt Nam. Tuy nhiên,
cần lưu ý rằng MPLS hay ATM được hỗ trợ chủ yếu bởi phần điều
khiển và các thủ tục đi kèm.
Giải pháp số 2 phức tạp về tổ chức và nâng cấp sau này, mà cũng
khơng giảm được chi phí đầu tư.
Giải pháp số 3 có nhiều ưu điểm, phát huy khả năng điều khiển
lưu lượng ưu việt của công nghệ MPLS, dịch vụ VPN chất lượng
xuyên suốt có thể được cung cấp ngay. Tuy chi phí đầu tư ban đầu cao
nhưng có thể xem xét triển khai các tổng đài đa dịch vụ công nghệ
MPLS theo từng giai đoạn hoặc có lựu chọn để đảm bảo cấp truy nhập
cho MPLS để giảm chi phí đầu tư ban đầu.

14


15